[發明專利]雙重緩速多氫酸酸化體系的制備方法

無效

• 申請號: 200710050148.6
• 申請日: 2007-09-27
• 公開（公告）號: CN101121884A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 廖文菊;鄒長軍;劉玉婷
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/78
• 分類號: C09K8/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于油氣田砂巖油藏酸化領域中的雙重緩速多氫酸酸化體系的制備方法。

技術背景

土酸是用于砂巖酸化的一種最常用的酸液體系，它是鹽酸和氫氟酸以不同比例組成的混合酸。氫氟酸(HF)是溶解含硅物質的唯一普通酸。因此，所有用于砂巖基質酸化的配方均包含氫氟酸或其原始化合物。在常規的酸化施工中，由于酸巖反應速度快，酸液大部分消耗在井筒附近，致使酸的穿透距離短，只能消除近井地帶的傷害，提高酸的濃度可以增加酸穿透距離，但又產生嚴重的泥砂及乳化液堵塞給防腐蝕帶來困難。因此，必須應用緩速酸進行地層深部酸化以改善酸處理效果。

常規土酸處理的反應速度受酸液中HF濃度控制，HF濃度越高，酸巖反應進行越快。國外對常規土酸酸化最初改進是所謂的小排量酸化法。采用這種方法，HF仍然是消耗在井筒周圍幾英寸范圍內，無法實現深穿透。

如果能夠減緩HF在油層內的生成速度，延長酸液在油層的作用時間，就不僅可以使遠離井筒的油層深部有活性HF，而且還能夠提供充分的反應時間使粘土溶解。基于這一理論，發展了砂巖深部酸化工藝。砂巖深部酸化的基本原理是注入本身不含HF的化學劑進入油層后發生化學反應，緩慢生成HF，從而增加活性酸的穿透深度，解除粘土對儲層的堵塞，達到深度解堵的目的。砂巖深部酸化工藝主要包括順序注鹽酸-氟化銨工藝(SHF工藝)，自生土酸酸化工藝(SGMA工藝)，緩沖調節土酸工藝(BRMA工藝)，有機土酸工藝，氟硼酸酸化工藝，磷酸酸化工藝等，這些酸液體系比原來土酸酸液性能以及增產效果方面都有不同程度的改進，但是由于砂巖儲層巖石礦物組成的復雜性，這些酸液應用于粘土含量高而且膠結疏松的砂巖儲層時，酸化處理效果一直不理想，其原因在于粘土的組成復雜，當酸液注入地層與地層巖石接觸時，由于粘土比表面積遠大于與石英的表面積，另外氫氟酸與粘土的反應速度遠大于與石英的反應速度，這就導致酸液因與粘土反應而很快消耗掉，從而不能實現深度酸化。

針對這些問題Di?Lullo等人于1996年提出一種新的應用于砂巖油藏的酸化體系，這種酸液體系被稱為多氫酸體系。這種新型的多氫酸體系是一種復合膦酸與氟鹽反應生成HF，實質上與砂巖儲層反應的物質仍然是HF。這種新型復合膦酸含有多個氫離子，因此被稱為“多氫酸”。多氫酸可以逐步電離出氫離子與氟鹽反應，緩慢生成HF和膦酸鹽，在低pH值環境下，多氫酸電離出的氫離子濃度將保持較低的水平，因此，HF的濃度也就保持較低的水平。并且多氫酸和氟鹽形成一個緩沖調節體系。當HF與巖石礦物反應消耗掉一部分時，平衡被打破，反應將朝生成HF方向進行，溶液中氫離子濃度降低，多氫酸將釋放出部分氫離子，一直到溶液重新建立新的平衡。因此，只要溶液濃度足夠大，酸液中HF的濃度基本保持恒定，酸液與巖石礦物的反應速度就是常數。另外，對于砂巖地層，多氫酸很容易吸附在粘土表面形成鋁硅膦酸鹽“薄層”，這個薄層可以阻止粘土與酸液的反應，減少粘土的溶解度。這一緩速酸化工藝在國外現場應用取得了較好的增產效果。

但是由于多氫酸具有強烈的吸附特性，使其在地層中的浪費量很大，并且由于大量吸附使其很難到達地層深部，所以將多氫酸直接應用于酸化來實現深度酸化具有一定難度。

發明內容

本發明的目的是：為了降低多氫酸酸化體系中多氫酸在井筒附近的損失量，實現多氫酸酸化體系的雙重緩速，從而達到真正的緩速酸化，并能降低酸化過程中多氫酸用量，特提出一種雙重緩速多氫酸酸化體系的制備方法。

本發明先將多氫酸保護在環糊精空腔中形成包合物，再與二氟化銨溶液一起注入地層。在井筒附近由于溫度壓力都相對較低，所以包合物能夠穩定存在，多氫酸的性質被環糊精屏蔽，不會吸附在巖石表面，也不會和二氟化銨反應生成HF來與粘土反應產生近井地帶地層疏松和垮塌等不良后果。隨著酸液不斷深入地層由于地層溫度和壓力不斷升高，使包合物體系不穩定而逐漸釋放出多氫酸，釋放出的多氫酸與二氟化銨反應生成HF對地層進行酸化，隨著酸液在地層中的不斷深入，多氫酸也不斷地從包合物中釋放出來。整個酸化體系包含兩個緩速酸化的過程，一個是包合物釋放多氫酸的過程，另一個是多氫酸與二氟化銨反應生成HF的過程。本發明所設計的這一酸化體系不但能夠有效地實現緩速酸化從而達到深度酸化的目的；還能夠有效地抑制多氫酸在井筒附近的吸附，減少酸化過程中多氫酸用量。